基于二维码技术的地铁AFC系统升级改造研究

GXF360 2019-09-21

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0 引言

近年来，许多城市轨道交通企业着手尝试各种不同的“互联网+地铁”业务应用，但基本上都还停留在自动售票机（TVM）二维码扫码购票或是二维码取票（线上购票线下取票）业务。当用户要乘坐地铁时，还是需要通过传统的TVM购票机或新增的互联网取票机获得传统的地铁票卡方可乘车。这些模式仍不能很好地解决用户在交通出行时排队购票、传统票卡遗失等方面的问题。

福州地铁集团以及福州中电科轨道交通有限公司（负责建设运营福州地铁2号线的PPP公司）通过考察调研、技术交流、方案论证及对比，确定引入二维码扫码技术，2017年10月升级后的AFC系统开通二维码扫码乘车业务。

整个会见期间，杨小水再没提供什么有价值的新信息。苏楠凭直觉判断，杨小水隐瞒了什么。您知不知道，您女儿因为您的事已经辞职？杨小水只有李峤汝这一个孩子，这应该是她的软肋。苏楠想借此打动她，配合律师的工作。

1 二维码技术方案

二维码扫码乘车是一项新的技术应用。各地铁运营主体所采用的二维码标准主要存在以下几个方面的不同。

1.1 二维码模式

目前，二维码数字票务码有以下2种模式。

（1）基于蓝牙回写的二维码数字票务模式。该模式的特点是可以实现完整的双脱机，即手机与闸机（AGM）在脱机状态下，仍可保证业务的正常运行，但这种模式的缺点在于手机适配问题以及用户在使用时必须打开蓝牙的不便。

（2）基于纯二维码的数字票务模式。该模式目前应用得比较广泛。在实际应用中，纯二维码数字票务又有专用码和通用码2个小类。专用码在闸机网络稳定时，可较好地进行进出站交易控制。但其缺点是在网络或后端系统出现问题时将影响客户出行，因此，该模式的应用已经越来越少。通用码的优点在于其可以在一次授权后，脱机生成二维码，即闸机在脱机状态下可自动降级，实现双脱机功能，在闸机联网时可进行防复制验证、进出站控制以及交易上传，可以很好地实现客户体验与管理上的平衡，因此，目前这种模式的应用比较广泛。

1.2 加密方式

目前，二维码加密方式主要有2种：①采用PSAM卡验签的对称加密算法方式；②SM2非对称加密算法方式。福州地铁则是这2种都支持，但考虑到未来的发展，将抛弃第一种加密方式。

1.3 二维码发码机构和数据结构

二维码作为一种新的支付方式，各企业都在争夺发码权。目前，发码机构有以下4种：①全国统一的发码机构，如银联、交通部等；②地方性发码机构，如福州市数字福州建设领导办公室（简称“福州数办”）发布的电子缴费公共服务平台支付二维码（以下简称“福码”）；③交通运输企业；④APP，如微信、支付宝在部分城市的应用。对于二维码数据结构，虽然不同机构二维码的数据结构不同，但信息构成都基本相同。

对于寡这个词，我们岭北周村的人是有一番见解的。用在特定的女人身上，那是真正的寡，守寡的寡。但用在寡这个寡那个的时候，就代表坑蒙拐骗了。所以，我们岭北周村人管坑蒙拐骗的人也叫寡子。周老相公讲的就是寡子，现在这个寡子是女的，她叫常爱兰。

福州地铁当前在用的二维码有由福州市数办发布的福码和由福州地铁自行发布的二维码2种。根据福州市数办要求，福州地铁码上行整体二维码数据格式与数办的基本相同，但在各信息域内容填写上有所不同。通过不断的实践与探索，福州地铁二维码数字票务将支持不同的二维码标准，采用统一处理与管理的模式开展相应的业务，以满足企业、地方以及国家不同部门的应用需求，实现对二维码扫码乘车业务数据的集中管理与应用。

然而，在当前的数学教学过程中，很多教师因为数形结合的教学意识不强、疏于对数形结合教学技能的练习，无法在教学过程中准确、规范、清晰、高效的绘制出便于学生理解与记忆的图形。很多教师仍然沿用过去死记硬背、题海战术的教学方法，学生的积极性在复杂繁重又提高不明显的数学学习过程中时常受到打击，教育教学的水平成绩始终得不到长足发展和进步。

The basic equations of main generator in the dq0 coordinate system. For the voltage equation, we can get the following equations:

2 基于二维码技术的AFC升级方案

2.1 总体方案

根据福州地铁对互联网票务系统的总体建设规划要求，福州地铁互联网票务相关支撑系统、银联交通出行服务平台、福州电子缴费公共服务平台、福州地铁码上行以及e福州各相关系统的逻辑结构、系统间的关系如图1所示。

福州地铁互联网票务平台作为福州地铁数字票务的核心管理系统，具备福州地铁交通资源管理、行程管理、票务管理、计费管理、三方交易对账管理、运营分析等功能。福州地铁互联网票务平台对内实现与地铁闸机的接口对接，完成证书下发、扫码数据上传等功能；对外实现与福州市电子缴费平台、银联交通出行服务系统的业务对接和乘车二维码的开放，同时开放异常行程处理接口（小黄机BOM处理终端的相关接口），以实现对乘客异常行程管理的功能，支持对各个服务商APP应用异常行程的处理。

福州地铁码上行作为福州地铁APP，通过与银联交通出行服务平台对接，提供联机发码、证书管理、交易对账等功能；e福州作为福州市政府对外的统一APP，通过与福州市电子缴费公共平台与福州地铁数字票务系统对接，提供地铁二维码交通出行服务。

2.2 AFC系统升级改造

AFC系统改造范围主要包括闸机、SC/LC软件和自动售检票清分系统（ACC）3部分。

2.2.1 闸机改造

（1）闸机二维码读写器软件改造。新增实现福州地铁闸机扫描与识别解析的2种二维码，即e福州APP生成的福码和福州地铁码上行APP生成的二维码，并实现对乘车码的业务验证及通知开闸，这2种二维码根据“二维码验证过程”进行验证处理。

（2）与互联网票务系统间接口改造。根据《中国银联交通行业二维码支付技术规范》实现以下5项内容：①新增电子缴费平台公钥的下载接口和授权移动应用服务商（支付服务机构）编码的下载接口，以实现电子缴费平台公钥与授权移动应用服务商编码下载后在闸机读写器上的保存；②电子缴费平台公钥失效到期前的自动更新功能；③每次重启时以及定期查询公钥下载接口,并比对接口返回数据中的最新更新日期，确认是否进行公钥更新；④每次重启时及定期下载授权移动应用服务商编码，并更新本地配置；⑤实现与福州地铁数字票务系统的客户端注册、心跳检测、扫码通知上传等数据接口功能。

2.2.2 SC/LC软件改造

（1）参照地铁线网规则，新增二维码交易文件结构的定义，接收并处理来自闸机的二维码交易数据，并逐级上传至自动售检票清分系统。

第一，外校考入本校研究生在本科阶段只学习了工程热力学和传热学等基本课程，缺乏对燃气轮机专业知识的学习，导致入学之后学习我校研究生课程存在一定的困难，在课程结束之后也很难进入研究课题。第二，研究生入学后，以导师研究方向选择相应的课程和开展相关课题研究，学生毕业之后只熟悉自己的研究领域，不了解燃气轮机其他研究方向的内容。燃气轮机的设计是一个团队协作的工作，因此很难有效开展研究。第三，缺乏系统深入的了解，燃气轮机整体性能知识储备不足，不能满足研究生阶段及其参加工作后对于燃气轮机系统分析的需要。

（2）参照现有的其他票务功能需求，在SC、LC上实现对二维码进出站交易数据的查询、参数下发、统计分析、客流统计等功能。

2.2.3 ACC系统改造

（1）增加二维码数字票务相关的参数管理，并下发其参数。

（2）接收来自LC侧的二维码交易数据，并对数据进行核验后入库。

（3）实现与地铁数字票务系统间的对账。

（4）负责对二维码数字票务相关运行情况的监控，如客流量、闸机运行状态等。

（5）提供与二维码相关的统计分析报表，如客流量统计报表、段面分析等。

教材的章节练习题，特别是拓展题，往往包含一些新情境信息。例如，人教版必修2教材中的技能训练：“野生型链孢霉能在基本培养基上生长，而用X射线照射后链孢霉却不能在基本培养基上生长。在基本培养基上加入某种维生素后，经X射线照射后链孢霉又能正常生长。”教学中，教师可以让学生思考：如果基因突变造成酶的改变，如何对这种现象做出解释？2018年全国Ⅰ卷理综第6题正是考查了有关细菌代谢中基因突变造成相关酶缺失影响代谢的问题。

图1 测试平台系统框图

2.3 互联网票务平台

2.3.1 平台架构

传统的AFC采用的是5层架构，若要通过对原有系统进行改造以满足互联网票务的需求，须对原有系统进行较大的变动，因此，比较常用的做法是建立一套独立于原来AFC系统的互联网票务平台架构，如图2所示。

图2中的互联网票务平台架构专门处理新型数字票务，如二维码扫码乘车、人脸识别过闸等，主要由数字票务系统与能力开放平台组成。其中，数字票务系统是负责新型数字票务的售检票，实现终端接入、密钥分发、时钟同步、用户注册、OD验证、扫码数据上传、交易对账等业务功能，并与不同的能力开放平台对接，以满足不同的机构发码需求。

图2 互联网票务平台架构

2.3.2 平台性能要求

（1）可靠性。要求互联网票务平台架构运行稳定、功能可靠。支持通过容错、热备、故障恢复等方式，保证系统在发生故障时仍能正常工作，并维持系统稳定运行，确保数据不因意外情况丢失或损坏。

（2）安全性。要求互联网票务平台的设计、开发、制造、调试和维护全生命周期安全保证体系应满足国家相关标准，符合国家关于《信息安全等级保护管理办法》三级标准要求。

（3）可扩展性。互联网票务平台需具备规模上的扩展性，确保在用户、业务量增大时，通过资源横向扩展，保障业务处理有一个良好的响应时间。在业务方面，系统平台需具备良好的可扩展性，能够快速响应业务需求的变化，以及能够采用松耦合构件化的模式进行设计。

（4）开放性。互联网票务平台需具备向第三方APP开放二维码过闸的能力，以及与其他轨道交通互联互通的能力，同时应考虑兼容多种二维码标准。

（5）经济性。互联网票务平台需具备高性价比，能对平台资源的使用进行优化。

（6）通用及前瞻性。互联网票务平台业务设计及技术选择应兼具通用性和前瞻性。

近几年来，随着民族团结示范区建设的推进，华宁县民族地区经济社会发展取得显著成果，基础设施建设得到加强、产业培植实现新的突破、民生保障有了新的改善、社会发展综合实力不断增强，全县民族团结进步事业得到全面发展。

（7）实名制原则。互联网票务平台业务要求采用实名制，所有接入互联网票务平台的移动应用均需遵循互联网票务实名制的安全要求。在首次申请开通服务时，应根据互联网票务平台的接口要求提供用户的实名信息，以确保地铁互联网票务运营的安全。

（8）业务安全及独立性。互联网票务平台必须是独立的，平台及其产生的业务数据、交易数据均属于地铁业主，以保障业务数据的安全性。

1）侧芽都是单芽，即每个叶腋间只形成1个叶芽或花芽，没有桃、李那样的复生芽。因此，结果枝修剪时必须认清叶芽和花芽，短截部位的剪口芽必须留在叶芽上，以保持生长力。若剪口留在花芽上，一方面果实因附近无叶片提供养分而品质差，另一方面枝条结果后会枯死。

（2）兼并收购方式。兼并收购方式能够使得企业集团快捷地进入金融领域，节省许多行政审批流程，并且企业集团可以直接利用被收购金融机构的人才、市场份额优势，提升竞争力，将战略失败的可能性降到最低。

2.3.3 参数管理

参照福州地铁线网规则，互联网票务平台应实现对二维码交易相关业务参数的支持。

（1）票种支持。以新增票种的方式实现对二维码交易的支持。

（2）密钥管理。支持接收数字票务系统同步的二维码公钥，纳入ACC参数管理系统并逐级下发至闸机。

（3）参数下发。支持二维码交易其他业务参数的配置并逐级下发至闸机，包括联机交易验证超时时间等。

2.3.4 清分

参照福州地铁的线网规则，ACC系统接收来自互联网票务平台上传的二维码扫码进出站交易数据文件，并参照现有ACC系统清分规则，实现对二维码交易的清分。

文中基于核稀疏表示的多模人脸人耳融合识别算法是在基于稀疏表示的识别算法（MSRC）的基础上引入核方法得到。

地铁互联网票务平台从ACC系统获取来自各AFC线路的二维码扫码乘车数据，然后根据以下规则对上述数据进行核销，并将对账后的结果连同匹配后的行程提交给ACC系统进行清分。

2.2 国内现状近几年，国内假肢矫形器生产企业在3D打印技术方面也在进行着积极的探索。湖北省康复辅具技术中心于引进华科三维HKP500工业级3D打印机,利用丰富的3D数字化平台和先进的康复辅具设计制造工艺,将3D打印技术应用到康复辅具行业,研发出了3D打印透气性接受腔一体化小腿假肢、3D打印脊柱矫形器、3D打印弹力仿生脚等系列产品,让3D打印技术惠及到更多的残疾人。西安南小峰脊柱矫形工作室和德国的Weiss博士合作,成功制作出了国内首例3D打印脊柱侧弯支具。浙江省社会福利中心与杭州电子科技大学3D打印中心合作,为杭州市儿童福利院的小朋友穿上了3D打印踝足矫形器。

（1）二维码过闸交易数据以闸机数据为准，互联网票务平台进行核销比对后，生成交易数据给ACC系统进行清分。

（2）互联网票务平台通过APP、半自动售票机（BOM）所产生的补登、撤销进／出站数据需同步提供给ACC系统。

（3）ACC系统与互联网票务平台基于运营时间内的过闸交易数据按照终端交易流水号进行数据复核，以确保ACC系统过闸交易数据的完整性。

空气中的湿度对电气设备的绝缘性能影响很大，特此是对绝缘体有明显的影响，湿度越大绝缘体性能下降越严重，容易造成漏电、表面结露、导致绝缘介质损坏，从而形成飞弧、短路、接地，导致绝缘损坏，甚至烧毁设备等严重故障。因此，一般要求电气设备工作环境的湿度必须保证在一定要求之内。

（4）在交易对账、结算文件的数据传输过程中，互联网票务平台对文件中的敏感信息进行加密、MAC验证和TAC验证，这3种方法可保证数据传输过程中的保密性、来源的合法性和防篡改性。

（5）互联网票务平台提供互联网票务的清结算相关报表。

（6）ACC系统根据线网标准提供所有票种的清结算相关报表。

2.4 二维码风险控制

福州地铁二维码业务在建设过程中通过采用相应的措施，可规避表1中所列的各种风险，大大地降低票务损失和减少乘客恶意逃票的行为。福州地铁二维码业务由于参与方涉及多个主体，后期可考虑针对不同的风险结果由不同的责任方承担。此外，乘客在使用二维码扫码进出站时，可能会遇到各种异常情况，此时AFC系统将针对各种异常情况提供自动的或人工的处理方式，以保证其良好的出行体验。

1.2.2 对照I组 32例患者，给予木丹颗粒，7 g/次，饭后温水冲服，3次/d，甲钻胺 0.5 mg/次，3次/d，疗程为持续4周。

3 结束语

二维码等多元化移动支付技术的应用能够提高轨道交通运营的效率与质量，节省大量的人力、物力和财力，促使自动售检票AFC系统由封闭走向开放，但同时在数据、安全等方面将面临一定的挑战。随着中国第三方移动支付市场的快速增长，各城市轨道交通公司对新型支付技术越来越重视，多元化支付的触角正沿着每一条地铁延伸扩散。现阶段采用“互联网+”的模式，将移动通信、物联网技术、互联网计算技术、人工智能技术与传统的AFC系统相结合，对形成符合未来发展趋势的智联售检票系统（iAFC），打造智慧轨道交通的新模式、新业态有十分重要的意义。

表1 二维码风险与应对措施

风险说明应对措施二维码主动复制二维码被恶意拍照复制若乘客主动将二维码复制给他人使用，将出现多人共用一个APP账号身份；若闸机非实时联机，将出现账号被透支二维码被恶意拍照复制，损害乘客利益1.APP实现防止截屏功能，禁止截屏复制；2.在二维码中加入时间戳（如30 s刷新一次），降低被复制使用的风险；3.对同一条二维码多次的乘车记录，相应进行多次计费1.在二维码中加入时间戳（如30 s刷新一次），降低被复制使用的风险；2.在二维码中加入位置信息，防止二维码在其他站点使用账户恶意透支乘客钱包余额不足的情况下进出站，将造成单笔透支当用户处于透支状态时，将无法再次生成二维码手机遗失或手机号码更换手机遗失或手机号码更换涉及APP账号申请绑定、验证问题1.本平台实行实名制，若乘客手机遗失，平台具备账号挂失冻结等客诉处理功能，参考银行信用卡身份核对规则，对乘客提供的有效身份信息审核以确保乘客身份属实；2.未实名的乘客不提供相关挂失服务；3.若乘客更换手机号码，APP提供自助变更绑定手机号功能扫码通行效率低扫码处理速度受闸机自身的处理速度、后台服务器业务逻辑处理速度、网络传输速度的影响1.采用脱机校验，扫码通行率高；2.地铁闸机网络接口采用100 Mb/s有线通信，与后端数字票务系统间的通信丢包率为0，延时小于50 ms；3.网络故障二维码采用降级模式

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